5.1 认识传感器 课件-2025-2026学年高二下学期物理人教版选择性必修第二 册

该高中物理课件围绕传感器的定义、组成、分类及应用展开，通过干簧管演示实验（磁体靠近灯泡发光）引出传感器作用，结合祝融号、红外自动门等实例分析，逐步建立从现象到本质的知识脉络，搭建清晰的学习支架。 其亮点在于以演示实验和生活实例为载体，通过表格对比（人的感觉器官与传感器对应关系）、小组讨论（智能手机传感器分类）等活动，培养科学探究和科学思维能力。实例丰富（电容式话筒、扫地机器人传感器），小结结构化，帮助学生形成物理观念，教师可直接用于互动教学，提升课堂效率。

完成一个小目标，需要一个大智慧！ 授课教师：李长青 5.1认识传感器 学习目标 人教版(2019)选必修 第二册 1.知道传感器是把非电学量转换为电学量的装置或器件，知道传感器在生产生活等实践活动中有广泛应用。 2.了解传感器的基本组成部分和应用的一般模式。 3.深入认识物理学对现代生活和科技发展的促进作用。 1 新课导入 演示：传感器——干簧管 现象： 思考：盒子里有什么样的装置，才能出现这样的现象？ 磁体放到小盒子上面，灯泡就会发光，把磁体移走，灯泡熄灭。 当磁体靠近干簧管时，两个簧片被磁化，相互吸引而接通，干簧管能起到开关的作用。 干簧管 分析: 干簧管工作原理 总结： 磁感应强度 电路的通、断 学习任务一： 神奇的传感器 祝融号感知障碍、红外自动门开关、酒精检测仪、小夜灯工作 提问：“祝融号如何‘感知’月球环境？自动门为何能识别有人靠近？这些设备中‘感知’外界信息的核心器件是什么？ 红外感应自动门 酒精测试仪 控制系统 传感器 被测量 （非电学量） 传感器的输出信号 （电学量） 声控灯 声音传感器 红外感应自动门 红外线传感器 红外感应自动门 实例分析 声控灯 非电学量 传感器功能 小结 电学量 传感器 类比：人的感觉器官与传感器 光传感器 声音传感器 味传感器 温度传感器 压力传感器 湿度传感器 气体传感器 视觉 嗅觉 味觉 触觉、温觉 听觉 指这样一类元件：它能够感受诸如力、温度、光、声、化学成分等物理量，并能把它们按照一定的规律转换为便于传送和处理的另一个物理量(通常是电压、电流等电学量)，或转换为电路的通断。 传感器 建立概念：传感器 非电学量 力 温度 光 声 化学成分 …… 电学量 电压 电流 电路的通、断 电阻 电容 …… 学习任务评价一 【例1】关于传感器，下列说法正确的是( ) A.所有传感器都是由半导体材料制成的 B.传感器一定是把非电学量转换为电学量 C.传感器把非电学量转换为电学量是为了方便地测量、传输、处理和控制 D.干簧管是通过磁铁靠近产生电磁感应实现自动控制的 C 学习任务二： 传感器的种类 力传感器、磁传感器、声传感器等 温度传感器 压力传感器 磁传感器 1.物理传感器： 利用光学传感器制成的手机解锁键 电阻式、电容式、电感式、光电式、热电式、压电式、磁电式…… 根据具体物理原理： （根据被测量） 2.化学传感器：离子传感器、气体传感器等 利用电化学气体传感器制成的可燃气体报警器 利用离子传感器制成的负氧离子传感器 烟雾报警器（物理+化学） 3.生物传感器：酶传感器、微生物传感器、细胞传感器等 利用葡萄糖生物传感器制成的血糖仪 利用生物传感器制成的心率仪 细胞传感器 智能手机上的部分传感器 传感器原理各异，分类方法也不同。根据被测量的不同，可分为声、光、压力、位移、加速度、温度等传感器；根据具体工作原理的不同，可分为电阻式、电容式、电感式、光电式、热电式、压电式、磁电式等传感器。 汽车上的部分传感器 这些传感器是如何协调完成复杂的指令的？ 【例2】关于传感器，判断正误 ⑴干簧管是将磁感应强度转换为电阻的一种元件 （ ） ⑵电容式话筒内有传感器，该传感器是根据电磁感应原理工作的 （ ） ⑶交警使用的酒精测试仪是一种物理传感器，是靠吹气的压力来工作的 （ ）    学习任务评价二 【例3】办公大楼的大门能“看到”人的到来或离开而自动开和关，大门利用了下列哪种传感器（　　） A、生物传感器 B、红外传感器 C、温度传感器 D、压力传感器 B 学习任务三： 传感器的组成与应用模式 敏感元件：直接感受被测非电学量，完成“非电学量→另一种物理量”. 转换元件：将敏感元件输出的信号转换为电信号，完成第二次转换. 转换电路：对电信号进行放大、滤波等处理，便于传输和利用. 1.传感器的核心组成 传感器 转换元电路 敏感元件兼转换元件： 直接输出电学量； 例如：热电偶、压电晶体； 2.传感器的工作原理： 传感器测量的优点：易测量、易传输、易处理、易控制； 非电学量 需要被测量的物理量 敏感元件 转换元件 转换电路 电学量 能直接感受或响应外界被测非电学量 将敏感元件输出的信号转换成电学量 电学量信号处理、放大整形 电流、电压、电容、电阻、开关通断等 3.信号的获取 数字式 指针式 4.应用模式 被测量 敏感元件 转换元件 传感器基本部分 电信号 信号调整与转换电路 显示器 执行机构 计算机 实例探究1：电容式话筒 电容式话筒传感器的敏感元件和转换元件各是什么？ 应用该话筒的传感器时，信号的转换电路由哪些元件构成？ 工作中电阻R两端有随声音强弱而变化的电压，这是为什么？ 该传感器的功能是什么？ 振动膜片 固定电极 电阻电源 敏感元件 转换元件 转换电路 分析: 阅读课本P95 《思考与讨论》，回答下列问题。 探究：电容式话筒实例 话筒式能够将声音信号转换为电信号的传感器； 1）传感器结构： 话筒的振动膜片涂有薄薄的金属层，膜片后相 距几十微米有一个金属片（固定电极），膜片 和金属片构成电容器的两个极板。 电容式话筒利用电容器的电容大小与极板间距离 的关系来工作； 电容式话筒 2）电容式话筒原理： 振动膜片（敏感元件）：感受声波振动强弱变化； 振膜、固定电极组成电容器（转换元件）：振膜振动强弱转换为电容器的电容大小； 3）信号调整与转换电路： 电容器接入含电阻、电源的转换电路中；电容 器的电容不断变化，电容器产生充、放电电流； 电阻R两端的电压随电流变化。信号最后经过转 换电路就被输出为便于测量和处理的电压信号； 组成结构示意图 实例探究2：扫地机器人上应该具备呢些传感器？ 小组讨论：“智能手机中包含哪些传感器？分别属于哪类？感知的非电学量是什么？” 实例探究3： 探究新知：传感器的广泛应用 学习任务评价三 【例4】 关于传感器工作的一般流程，下列说法正确的是 ( ) A.非电学量 敏感元件 转换电路 电学量 转换元件 B.电学量 敏感元件 转换电路 转换元件 非电学量 C.非电学量 敏感元件 转换元件 转换电路 电学量 D.非电学量 转换电路 转换元件 敏感元件 电学量 解析：传感器工作的一般流程为：非电学量被敏感元件感知，然后通过转换元件转换成电信号，再通过转换电路将此信号转换成易于传输或测量的电学量，故A、B、D错误，C正确。 C 课堂小结 传感器：能够将力、温度、光、声、磁场、化学成分等非电学量按照一定的规律转化成电压、电流等电学量、或转化为电路的通断的装置； 传感器的组成和应用模式： 课堂练习 【1】把光敏电阻（光照越强，阻值越小）接入如图所示电路，制成光电报警装置。闭合开关，当光照达到一定强度时，报警器的蜂鸣器发声，下列说法正确的是 （　　） A.干簧管应用了电磁感应原理 B.增大电阻箱R 的阻值，报警器在光照更强时才会报警 C.增加电源B的电动势，报警器在光照更强时才会报警 D.增加电源A的电动势，报警器在光照更强时才会报警 B 【2】（多选）如图是电容式转速传感器，下列有关说法正确的是（ ） A、该传感器的敏感元件是齿轮 B、该传感器的转换元件是定极 C、该传感器输出的电学量是电流 D、该传感器的原理是电容随极板间距离的变化而变化 BD 【3】（多选）如图是动圈式话筒的结构图，绝缘的膜片与线圈固定在一起。下列说法正确的是（ ） A、话筒用到的传感器是声传感器 B、话筒用到的传感器属于物理传感器 C、膜片是敏感元件，感受声音信号的变化 D、线圈是转换元件，将声音信号的强弱转换成线圈的电感变化 ABC 【4】(多选)如图电容式触摸屏的构造主要是在玻璃屏幕上镀一层透明的薄膜导体层，再在导体层外加上一块保护玻璃，电容式触摸屏在触摸屏四边均镀上狭长的电极，在导体层内形成一个低电压交流电场，在触摸屏幕时，由于人体是导体，手指与内部导体层间会形成一个特殊电容（耦合电容），四边电极发出的电流会流向触点，而电流强弱与手指到电极的距离成正比，位于触摸屏后的控制 器便会计算电流的比例及强弱，准确算出触摸点的位置。 由以上信息可知，下列说法中正确的是（ ） A、电容式触摸屏的两极板分别是导体层和手指； B、当用手触摸屏幕时，手指与屏的接触面积越大，电容越大； C、当用手触摸屏幕时，手指与屏的接触面积越大，电容越小； D、当用手触摸屏幕时，手指和屏的接触面积的大小影响电容的大小 ABD 【5】现代生活离不开智能手机，手机有很多功能需要传感器来实现。例如当人将手机靠近耳朵接听电话时，手机会自动关闭屏幕从而达到防误触的目的，实现这一功能可能用到的传感器为(　　) A．光传感器和位移传感器 B．磁传感器和温度传感器 C．磁传感器和声传感器 D．压力传感器和加速度传感器 解析：当人将手机靠近耳朵接听电话时，改变了位移，并且耳朵会挡住光线，所以可能用到的传感器为光传感器和位移传感器，A正确，B、C、D错误。 A 坚持很酷 Lavf56.15.102 Lavf58.20.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf58.29.100 vid:v03004df0000bvtrbm42d1tvj3lmbo40 Lavf58.29.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v1.0.12 $